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對鑄鐵型材的力學性能進行預測也一直是學者研究的重點和難點之一同時也是如今水平連鑄CAE技術的熱門研究方向。作為發動機類鑄鐵型材的發動機缸蓋是極具代表性的鑄鐵型材產品對其硬度性能進行實驗和模擬研究具有較大的實用價值和研究意義。在鑄鐵中，碳能以化合態的滲碳體和游離狀態的石墨兩種形式存在，游離狀態的石墨容易形成片狀結構。這是由于石墨的晶格為簡單六方晶格，基面中的原子間距142nm，原子間結合力較強；而兩基面間的面間距340nm，因基面間距較大，原子間結合力較弱，故結晶時易形成片狀結構，且強度、塑性和韌性極低，接近于零，硬度僅為3HBS。另外，在碳原子的四個價電子中，只有一個價電子參加到電子氣中去，這便是石墨具有某些不太明顯的金屬性能(如導電性)的原因。 對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實現的，導致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數調整合適時，下凹及鼓肚現象基本消失。反弧度法工藝制各的鑄鐵型材組織更為均勻，力學性能更為優良。與實施反弧度法之前的鑄鐵型材相比，實施反弧度法之后的鑄鐵型材硬度得到提高，組織更為均勻，并且其抗拉強度指標高于鑄鐵型材標準(JBT10854-2008水平連續鑄造鑄鐵型材) 性能要求。同時，伸長率指標均超過LZQT500-7規定的指標。與拉伸性能結果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。 基于實驗獲得的鑄鐵型材實測硬度數據與模擬所得的鑄鐵型材冷卻速度數據建立了適用于該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材硬度性能的數學計算模型該模型主要是考慮了冷卻速度對灰鐵鑄鐵型材硬度性能的影響。在此數學模型的基礎之上對軟件進行了二次開發終實現了該灰鑄鐵缸蓋鑄鐵型材三維硬度數據的建立。

球墨鑄鐵型材的厚度由50mmm減少到10mm其硬度值從177.0N/mm2增加到232.7N/mm硬度值增加了55.7N/mm相對于添加前的從165.7N/mm2增加到236.3N/mm增加了70.6N/mm增加的幅度較小這說明由于厚度的變化引起的斷面敏感性較小這就為生產厚大變截面球鐵件提供了一種的復合新型孕育劑使不同厚度部位的力學性能都能達到要求。 對鼓肚缺陷，在鑄鐵型材的水平連鑄過程中采用反弧度法工藝，即通過新型的石墨套與引錠裝置來實現的，通過實施反弧度法工藝，鑄鐵型材的鼓肚現象得到有效。但由于在率次實驗過程中，剛開始生產鑄鐵型材時的拉拔速度比較慢、拉拔周期較長，使鑄鐵型材在結晶器的停留時間過長，導致在扁平方向上鑄鐵型材頂部略微向下凹，當拉拔參數調整合適時，下凹及鼓肚現象基本消失。與拉伸性能結果類似，反弧度法試樣的抗壓強度高于未實施反弧度法試樣的抗拉強度。透射電鏡研究結果表明石墨的核心物質可能是一個顆粒也可能是兩個顆粒連在一起共同作為石墨核心其尺寸大都為2-3um由選區電子衍射圖譜標定的結果可知核心物質確實存在γ-MnS。綜合XRD、EDS以及TEM的測試結果我們推斷石墨核心的發源地為Mn、Ca、Mg等的硫化物以及金屬間化合物CeBi外層為頑輝石MgO·SiO2及鎂橄欖石2MgO·SiO通過孕育處理引入Ca后反應生成了六方硅酸鹽CaO·SiOCaO·Al2O3·2SiO它們與石墨的晶格失配度較低石墨可以在其表面上形核析出。